新生児ウサギキットへの脳波および心電図テレメトリーデバイスの埋め込み

てんかんにおける予期せぬ突然死(SUDEP)のメカニズムは十分に理解されておらず、現在のモデルから翻訳するのは困難です。トランスジェニックウサギは、これらのメカニズムについての洞察を提供する可能性があります。死に至る可能性のある重篤な事象を評価するために、トランスジェニックウサギキットにおける長期にわたる連続的な脳波記録および心電図記録の方法を説明します。

イオンチャネル遺伝子の病原性多様体は、てんかんにおける予期せぬ突然死(SUDEP)の高い割合と関連しています。SUDEPのメカニズムはよくわかっていませんが、発作に加えて自律神経機能障害や心不整脈が関与している可能性があります。一部のイオンチャネル遺伝子は脳と心臓の両方で発現しており、てんかんや心不整脈に関連するイオンチャネル障害の患者ではSUDEPのリスクを高める可能性があります。てんかん変異体を発現するトランスジェニックウサギは、SUDEPの複雑な生理機能を研究するための全生物を提供します。重要なことに、ウサギはマウスモデルよりもヒトの心臓生理機能をより忠実に再現しています。ただし、ウサギモデルでは、侵襲的なモニタリング手順を受ける際に、健康と麻酔に関する追加の考慮事項があります。私たちは、新生児ウサギキットに長期同時脳波(EEG)と心電図(ECG)モニタリングのためのテレメトリーデバイスを外科的に埋め込む新しい方法を開発しました。ここでは、P14(重量範囲175-250g)キットにテレメトリーデバイスを埋め込む外科的手法を、外科的アプローチ、適切な麻酔とモニタリング、および術後ケアに細心の注意を払い、合併症の発生率を低くする方法を示します。この方法により、遺伝性てんかんまたは後天性てんかんのウサギモデルにおける心不整脈、発作、および潜在的なSUDEPの発症の重要なポイントにおいて、神経および心臓の電気生理学を継続的にモニタリングすることができます。

てんかんにおける予期せぬ突然死(SUDEP)は、てんかん患者の主な死因です。SUDEPのメカニズムはよくわかっていませんが、発作1,2,3,4,5,6,7に加えて、自律神経機能障害、無呼吸、心不整脈が関与している可能性があります。チャネル障害に関連する遺伝性てんかんの患者は、SUDEPの発生率が最も高い。例えば、SUDEPは、生後1年以内に発症する遺伝性てんかんであるドラベ症候群の原因遺伝子である電位依存性ナトリウムチャネル遺伝子SCN1A8に変異を持つ患者の最大20%に発生します。てんかんに関連した多くのイオンチャネル遺伝子は、脳と心臓の両方で発現しており、実験室および臨床データは、チャネロパシーに関連した遺伝性てんかん患者に心不整脈が存在する可能性があることを示唆しており^{、7、9、10、11、12}、発作誘発性致死性心不整脈、または発作と不整脈の同時発生によるSUDEPのリスクを高める可能性があります。実験室環境でのSUDEPの評価には、多くの課題があります。心臓の観点から見ると、マウスの心活動電位はヒト¹³とは非常に異なり、ヒトiPSC心筋細胞モデル¹⁴は生物全体の複雑さを再現することはできない。遺伝性てんかんのトランスジェニックウサギモデルは、ウサギの心臓生理学がヒトの心臓生理学^13,15により近く再現されるため、SUDEPを研究するための理想的なシステムを提供します。また、複雑な病態生理学を研究するための全生物を提供します。SUDEPは最初の発作の早い時期に発生する可能性があるため、これらの動物モデルを早期に評価することは、発作と心不整脈の両方の発症を理解するために不可欠です。新生児期のビデオ録画は、ウサギのキットがまだ巣にいることが多いため、困難です。従来の有線システムによる連続脳波(EEG)または心電図(ECG)の記録は、キットがダムにある間は不可能です。断続的な録音では、SUDEP に関連するまれなターミナル イベントがキャプチャされる可能性は低いです。そのため、ウサギキットでの脳波と心電図の長期記録、連続性、同時記録を提供するために、ワイヤレス埋め込み型テレメトリモニタリングに目を向けました。

このプロトコルで成功するための鍵は、これらの脆弱な動物に対する適切な麻酔薬と術後サポートです。ウサギは、犬や猫(0.17%-0.24%)と比較して、麻酔薬による死亡のリスクがはるかに高い(1.39%-4.8%)、独特の解剖学的および生理学的特性^16,17。この麻酔薬リスクの増加の主な要因には、最適でない気道管理と急性術後合併症が含まれます。ウサギの挿管の難しさには、長くて狭い口と広い舌、口と喉頭の間の鋭角、喉頭蓋の背側変位、喉頭外傷に対する感受性の増加、喉頭痙攣の傾向の増加など、複数の要因が寄与しています18,19,20。即時麻酔エピソードの後、ウサギは生命を脅かす胃腸うっ血症候群を発症するリスクがあります。これは複雑で多因子の問題であり、麻酔は、何らかの理由(緩和されない痛み、吐き気など)で胃の運動性および/または二次性食欲不振を進行的に阻害する直接的な薬物効果を介して寄与すると仮定されています。²¹.

ウサギの新生児と乳児のユニークな生理機能は、麻酔と手術に関連する課題を悪化させます。ウサギは、生理学的恒常性と特別な解剖学的考慮事項のための未発達のメカニズムで生まれたアルトリシアンヤングを持っています。ほとんどの市販製品は、オランダのベルト付きおよびニュージーランドのホワイトクロスウサギキットの小さな血管サイズ、高い安静時心拍数、色素沈着した皮膚に最適化されていないため、静脈内アクセスとモニタリングは困難です。新生児では心拍出量が基本的に心拍数に依存しており²² 、一般に、腎臓または肝臓の経路による薬物クリアランスは成人²³と比較して減少しているため、適切な薬物選択と投与量の検討が重要である。ウサギの麻酔薬による死亡の主な原因は、呼吸抑制と無呼吸に続発すると考えられています。すべてのウサギについてすでに議論されている気道管理の問題に加えて、新生児は低酸素血症と高炭酸ガス血症に直面して呼吸意欲が低下しているため、麻酔のこのすでに困難な側面がより危険になります²⁴。

このプロトコルでは、外科的および麻酔薬の生存率が高いてんかんの新生児ウサギモデルにおけるEEGおよびECGテレメトリインプラント(図1)の成功した方法について説明します。この情報により、他の研究者は、てんかん、心不整脈、および関連する神経発達障害の研究を進めるために、困難な新生児ウサギモデルに取り組むことができます。

記載されているすべての作業は、承認された動物使用プロトコルの一部として、ミシガン大学の動物管理および使用委員会によってレビューおよび承認され、USDA動物福祉法やNIH公衆衛生サービスポリシーなどの関連する連邦法およびガイドラインに沿ったものです。ミシガン大学はAAALACi認定機関です。

1.動物の調理

1. 手術当日の麻酔時間を最小限に抑えるために、手術日の1〜2日前にラフシェービングキット(年齢P14-P19、体重>175g)をバリカンで行います。
2. オートクレーブまたはガスは、手順の準備として、すべての手術器具と材料(可能な限り)を滅菌します。
3. ケタミン (10 mg/kg IM)、ブプレノルフィン HCl (0.01 mg/kg IM) 0.3 mg/mL を 0.03 mg/mL に希釈し、セボフルランと酸素を非再呼吸回路を使用したマスク麻酔で麻酔を誘発します。
4. 26 G 3/4インチ静脈内(IV)カテーテルを耳介静脈(推奨)または頭蓋静脈に留置し、ヘパリン化生理食塩水10ユニット/ mLで洗い流します。.
5. #40または#50ブレードを使用して、腹部、胸、背中、首、頭をできるだけ肌に近づけて剃ります。
6. 角膜潰瘍を防ぐために、非薬用潤滑眼軟膏を塗布します。.
7. 鎮痛薬(カルプロフェン4 mg / kg SQ-25 mg / mLに希釈)と周術期抗生物質(セファゾリン20 mg / kg IVを50 mg / mLに希釈)を投与します。.手術時間の90〜180分ごとに抗生物質を再投与します。.

2. 手術準備(図2)

1. 麻酔キットを手術台に移し、直腸体温計で制御される赤外線加熱パッドに仰向けで置きます。
2. 鼻と口を、非再呼吸性ジャクソンリース回路(0.5 Lバッグ)にスイベルコネクタで接続されたカスタム3Dプリントフェイスマスクに入れ、酸素流量2 L /分でセボフルラン麻酔(効果1.5%-7%)を維持します。
3. セボフルランで麻酔を維持し、耳または足のパルスオキシメーター、および/または大腿動脈または直接心臓のドップラーを使用して麻酔の深さを監視します。
4. 心拍数(HR)を180〜260、酸素飽和度>85%)、呼吸数を毎分10〜50回維持するために、手順全体で麻酔を調整します(エクスカーションまたは再呼吸バッグの動きを直接視覚化します)。
   注:利用可能な緊急薬(グリコピロレート、エピネフリン、ドキサプラム)を用意してください。
5. 前肢をマスクにそっとテープで固定して、キットをフェイスマスクに固定します。
6. 左後肢を手術台にゆるく固定して、キットを少し右横の位置に配置します。
7. ベタジンと滅菌生理食塩水を交互に温めた外科用スクラブで腹部全体を準備します。
   注:必要に応じて、追加の外科的解決策を使用してスクラブを仕上げることができます。外科医は、専用のスクラブ、ヘアボンネット、靴カバーを着用し、無菌状態で手術を行うために、滅菌ガウンと手袋を無菌的にスクラブして着用します。
8. キットの両側に粘着性のサージカルタオルを置き、大きなサージカルドレープで覆います。腹部と胸部が露出するように適切なサイズの穴を開けます。
9. インプラントを手術野に開き、非吸収性のアンカー縫合糸をインプラントの各アンカー穴に埋め込みます。縫合糸は5〜6cmの尾を取り付けたままにします(図3A)。温めた滅菌生理食塩水のボウルにインプラントを置きます。

3.腹部へのインプラントの配置

1. 十分な麻酔を確保した後、メスでalba線に沿って皮膚を3cm切開します。
2. 筋肉を慎重に切開して腹腔を開きます。
3. インプラントを腹腔の頭蓋部分に留置し、切開部の左側に配置します。
4. トロカールを使用して、負のECGワイヤーを腹腔からトンネルし、切開部の約2cmの右側に皮膚をトンネルします。残りの3本のワイヤーを切開部の左側に3〜4cmトンネルして、インプラントが腹腔内に快適に収まるようにします。
5. アンカー縫合糸でインプラントを腹腔の腹壁に固定し、腸が閉じ込められないようにします(図3B)。
6. 吸収性縫合糸で腹壁を連続パターンで閉じます。
7. 皮膚の切開部を非吸収性の縫合糸で中断したパターンで閉じます。

4.ECGリードの配置

1. ネガティブECGリードを皮下から胸部の右上部まで最初の肋骨のレベルでトンネルします。
2. 皮下ポケットを鈍く解剖し、約10cmのワイヤーをゆるく巻きます。
   注意: 皮膚の下のタイトなコイルは、皮膚の侵食やワイヤーの露出につながる可能性があります。
3. 余分なワイヤーを切断し、端を非吸収性の縫合糸で絶縁ワイヤーに結び付けて、露出したワイヤーとループを作成します。
4. 2つの非吸収性縫合糸でループを筋肉に固定します。
5. ワイヤーの周りの右側の腹膜筋を、1〜2本の吸収性縫合糸で中断したパターンで閉じます。
6. 右上胸部と右腹部の皮膚を、2〜3本の非吸収性縫合糸で中断したパターンで閉じます。
7. ポジティブECGリードを左下肋骨にトンネルし、上記の手順を繰り返して筋肉に固定し、切開部を閉じます。
8. 脳波をトンネル化し、手術野で可能な限り左外側に皮下で導きます。
9. 出現するワイヤーの周りの左側の腹膜筋に吸収性縫合糸を1つ追加します。非吸収性縫合糸で中断パターンで皮膚を閉じます。
10. 露出したEEGワイヤーを滅菌アルミホイルで包みます。

5.背側表面の準備

1. その後、非滅菌アシスタントが滅菌ドレープとレッグタイを取り外します。
2. キットを腹臥位に回し(図2B)、フェイスマスクと回路の間のスイベルコネクタを使用して回転させることにより、フェイスマスクがしっかりと固定されるようにします。必要に応じてパルスオキシスおよび/またはドップラーモニターを調整して、継続的な麻酔薬モニタリングを確保します。
3. ベタジンスクラブで頭、首、背中全体を含む手術野を準備し、左側の出口ワイヤーの領域の周りをスクラブするように注意します。
4. 次に、外科医は左側の下に滅菌済みの粘着タオルを置き、ワイヤーのアルミホイルパケットは非滅菌のアシスタントによって保持されます。
5. アルミパックからワイヤーを滅菌して静かに取り出し、滅菌フィールドに置きます。滅菌タオルでドレープを終了します。
6. 滅菌ドレープで覆い、滅菌フィールド全体が露出するのに十分な大きさの窓を切り取ります。

6. 脳波リード線の配置

1. 頭蓋骨を露出させるために、正中線で頭皮を3cm切開します。
2. トロカールを使用して、左側から頭蓋骨までEEGリードを皮下トンネルでトンネルします。
3. 露出した頭頂骨から骨膜をメスできれいにしてこすり落とします。
4. ハンドヘルドドリルを滅菌超音波カバーに挿入します。1.0mmのドリルバリをドリルに挿入します。
5. ラムダの前方約0.5cm、矢状縫合糸の横0.5cmの頭頂骨に両側のバリ穴を開けます。
   注:背側頭蓋骨にかかる圧力の量には注意してください これは腹側気道を閉塞する可能性があるため、手順のこの時点では呼吸モニタリングが重要です。心拍数の着実または大幅な低下は、呼吸器閉塞(無呼吸に続発する徐脈)を示している可能性があり、即時の評価と行動を促す必要があります。.
6. 細い鉗子を使用して、バリ穴にネジを挿入します。ドライバを使用して、約半分まで挿入します(図3C)。
7. 首の後ろに沿って皮下ポケットを鈍く解剖し、約10cmのワイヤーをゆるく巻き付けます。
8. 余分なワイヤーを切断します。先端から絶縁体を剥がし、ワイヤーを伸ばします。
9. 露出したワイヤーの端に結び目を作り、小さなループを保ちます。ループをネジの上に置き、ネジを頭蓋骨に締めて、ワイヤーがネジに接触していることを確認します。アース線を左側に、録音線を右側に配置します。
10. 解析ソフトウェアでテレメトリ信号を評価して、すべてのワイヤが所定の位置に配置されたら、忠実度を確認します。キットが鎮静されている間、EEG信号は低振幅で現れます。
11. ネジとワイヤーをデンタルアクリルで頭蓋骨に固定し、完全に硬化させます。
12. 頭と左脇腹に非吸収性縫合糸で皮膚を閉じます。
13. 各切開部でブピバカイン(最大用量2 mg / kgの5 mg / mLを2.5 mg / mLに希釈)を皮下注射します。.各切開部を、ツベルクリン注射器を使用して投与された少量の皮膚接着剤で覆います。

7. 麻酔の回復

1. セボフルラン麻酔をオフにし、残りのテープ、ドレープ、麻酔薬のモニタリングを取り外しながら、少なくとも5分間酸素のみを提供します。
2. 血糖値計で血糖値を確認し、体重(kg)の10%で温めた皮下液を投与します。
3. 動物が痛みを伴う刺激(つま先のつま先つまみ)に反応したら、37〜38°Cに設定された回復インキュベーターに移動します。
   注:多くの場合、この転送中にキットの温度が大幅に低下します。キットをバイオフィードバック赤外線加熱パッドに戻すか、追加の補助熱を提供することが有益な場合があります。
4. 直腸温、パルスオキシメータの測定値、心拍数、呼吸数を10〜15分ごとに視覚的に継続的に監視し、記録します。
5. 動物が一貫して歩行可能で警戒状態になったら、静脈内カテーテルを取り外し、出血が止まるまでその部位に圧力をかけます。

8. 術後のケアとモニタリング

1. キットをダムに戻し、仲間を産みます。ネスティング材と補助栄養(材料表)がケージ内で利用可能であり、体温調節と回復を助けるために利用可能であることを確認してください。
2. 手術後7〜10日間は毎日キットをチェックし、毎日体重を量り、ケージ内で栄養を補給します。
3. 回復後最初の2日間(D1およびD2)は、24時間ごとに追加の鎮痛薬(カルプロフェン4 mg / kg SQ-5 mg / mLに希釈)と皮下液(5〜7 mL)を投与します。.
4. 回復後最初の3日間(D1、D2、およびD3)は、1日2回キットをチェックし、痛み、歩行、切開の外観、および水分補給の証拠を評価します。この期間中は1日1回、感染の証拠がなく、適切な体温調節ができないことを確認するために、キットの体温を測定してください。
5. 切開が7〜10日で適切に治癒する場合は、縫合糸を抜いてください。

このプロジェクトの成功には、インプラント手順と記録プロトコルの複数のパラメーターの開発が必要でした。インプラント手術は16のウサギキットで試みられたか、または行われ、14のウサギが手術を成功裏に生き残った。そのうち12機が実験の終点まで生き残った。術中または術後の死亡の理由は、実験エンドポイントの達成における将来の成功を可能にする手順の変更とともに、 表 1 で強調表示されています。最も一般的な手術合併症は呼吸抑制であり、低酸素症と徐脈を引き起こしました。このプロトコルは、2つのパルスオキシメータとドップラーモニターを含む複数のモニタリングモダリティを含むように変更されました。これにより、手術中に1台のモニターが故障したり緩んだりした場合のバックアップ監視が可能になります。さらに、ウサギの皮膚色素はパルスオキシメトリーの信頼性を低下させる可能性があり、体の複数のポイントからのモニタリングが必要になります。導入と回復は一般的に麻酔の最もリスクの高い期間と考えられていますが、処置中の他のポイントで徐脈につながる呼吸抑制が観察され、常に警戒したバイタルサインモニタリングの必要性が浮き彫りになりました。この合併症に対する介入として、動物 (動物 1-4) の最初の 2 つの外科的コホートで麻酔合併症が観察された後、追加のモニタリングとドキサプラムがプロトコルに追加されました。動物12と13は同じコホートに属し、呼吸ドライブが不十分なため、ドキサプラム(2-5 mg / kg、IVまたは舌下)が投与されました。どちらも術中に呼吸抑制と無呼吸から成功裏に蘇生されました。

テレメトリー記録は、キットが自宅のケージに戻されるとすぐに実行でき、キットが麻酔から完全に回復するまで、比較的低振幅のEEG信号を示すことがよくあります(図4)。ECG信号の形態は、記録の最初の数日間で瘢痕化としてわずかに変化する可能性があり、ECGワイヤーの位置はさらに固定されます(図4B)。EEGおよびECG信号の品質は、成長を可能にするために適切な過剰なワイヤーが皮下に巻かれたままになっているため、信号が劣化することなく、時間の経過とともに堅牢です。テレメトリー記録は、EEGやECGに加えて、温度、加速度、信号品質などのさまざまな生体電位をモニターできるため、研究の個々のニーズに基づいてカスタマイズできます(図5)。データ分析は、Emka ECGAutoソフトウェアを使用してオフラインで実行されます。500Hzでの脳波およびECGデータ収集により、インプラントバッテリーは約55日間持続します。この時間範囲は、データ収集パラメーターを変更するか、断続的なサンプリングを行うことで拡張できます。ECGAutoでの発作検出を支援するために、ソフトウェアプログラミングを実行できます(図5)。移植されたウサギは、感染のリスクが最も高い期間である手術後最初の7日間、皮膚の紅斑、体重、および体温について監視されます。術後、ウサギキットは手術後1〜3日で体重増加を示し始め、手術による苦痛が最小限に抑えられていることを示唆しています。獣医スタッフは、術後最初の週に2〜3回徹底的な検査を行い、回復中に懸念が生じた場合は、より定期的な間隔で検査します。私たちの経験では、キットが巣に戻されると、雌鹿は縫合部位を大きく乱さないため、創傷治癒は優れています。いくつかのキットでは、頭蓋切開部に良性漿液腫が発症し(表1)、さらに3日間のカルプロフェンが投与され、その結果、さらなる合併症を伴わずに漿液腫が解消した。長期的には、ウサギは実験室の職員や飼育スタッフによって苦痛の兆候がないか毎日観察されます。獣医スタッフは、懸念が生じた場合にウサギを検査および治療するためにすぐに利用できます。テレメータの信号品質は、バッテリーが消耗するまで、デバイスまたはリードの誤動作がないか毎日チェックされます。

図1:腹側および背側インプラントと電極配置の概略図(A)腹側インプラントと(B)背側インプラント。縫合部位は黒のXで示され、青いXは腹部インプラントの内部タック縫合糸を示します。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:外科的ポジショニングの写真 (A)動物を部分的に回転させて、腹部インプラント、胸部ECGリードの配置、および同じ手術位置で背部へのワイヤーの部分的なトンネルイングを可能にする。鼻は、カスタムの3Dプリントフェイスマスク(a)に快適に配置され、前肢にゆるくテープで固定されています。SpO2モニタリングは断続的である可能性があるため、複数のプローブが使用されます(右前腕(b)と右後肢(g))。静脈カテーテルが右耳に固定されています(c)。示されている他の麻酔薬モニタリングには、バイオフィードバック赤外線温度モニタリング(d)と右大腿動脈を利用したドップラーモニタリング(e)が含まれます。呼吸は、動物または再呼吸バッグの観察によって視覚的に監視されます。(B)インプラントとECGリードの配置後、無菌フィールドが壊れ、ウサギが腹臥位に回転します。ワイヤーはホイルポーチ(a *)内で無菌のままで、背側表面はEEGリードの配置のために準備されています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:外科的処置における主要なステップ(A)皮膚切開の前に、3本の縫合糸がインプラントに固定されます。(B)インプラントを腹腔の腹壁に固定するために、長い尾が残ります。(C)頭蓋骨のネジは、頭蓋骨にねじ込みながら細い鉗子で保持します。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:代表的な初期の脳波および心電図記録。 (A) 術後 (POD) 0 では、ベースラインの EEG 振幅は低いですが、トランスジェニック ウサギでは発作間欠性てんかん様放電 (赤い矢印) が見られます。(B)POD 7までに、EEG振幅が増加しました。てんかん様の分泌物は依然として明らかです。ECG信号の忠実度は、どちらの時点でも優れています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図5:P66トランスジェニックウサギキットにおける強直間代発作中の代表的な生トレーシング。 前処理されたテレメータデータには、(A)EEG、(B)温度、(C)加速度、(D)ECG、および(E)オフライン分析用の信号品質測定が含まれます。術後52日目のすべての生体電位の信号品質は優れたままです。発作の発症は赤い矢印で示されます。発作発症時のベースライン調整を含む処理済みの脳波データ(a)は、発作の強直期における信号の減衰を示しています。ベースラインが処理されたECGデータ(b)は、発作の強直期に過剰な筋肉アーチファクトがあっても見ることができます。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

表1:手術結果。 外科的および術後の合併症により、インプラント埋入手順に複数の変更が加えられました。16匹中14匹(87.5%)が手術を生き延び、2匹のウサギは安楽死を必要とする術後合併症を患っていました。動物は手術日順に表示されます。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。

麻酔薬の導入、モニタリング、およびサポートについて記載されているプロトコルは、外科的アプローチの研究ニーズと容易さと獣医ケアのゴールドスタンダードとのバランスを取ります。ラボが記載されているプロトコルを標準的な手順として採用する前に、背側皮下インプラントの配置、気管内チューブまたは喉頭マスク気道の使用、心拍数モニタリングのための食道聴診器アタッチメントの使用など、他のいくつかの潜在的な改良が試みられました。しかし、最終的にはさまざまな理由ですべてが放棄されました。テレメトリーの配置には十分な皮下スペースがありますが、テレメトリー本体とワイヤー出口の設計によりデッドスペースを閉じることができないこと、動物の成長を可能にするためのワイヤーの位置決めと巻き取りの課題、およびECGリードを確保するために術中に必要な2つの位置変更により、手術時間が大幅に延長され、不必要な物流上の課題が追加されました。さらに、マスク麻酔の使用は一般的に推奨されていませんが、適切なサイズのLMAがなく、留置後に気管内チューブを固定して維持できないため、これらを選択肢として排除していました。手術中にキットを反転させるという要件と、頭の首と背部にアクセスする必要性は、新生児ウサギ挿管のための前述の技術に基づいて、成功した配置後でも気管内チューブを固定するための選択肢が限られていました²⁵。また、パルスオキシメータまたはドップラーからの信号が失われた場合に、キットをドレープした後で、心拍数モニタリングに食道聴診器プローブの使用を試みました。しかし、市販の食道聴診器はすべて大きすぎるため、設置するたびに迷走神経反応と持続不可能な徐脈を引き起こしたと推定されます。

麻酔の結果は、吸入麻酔にイソフルランではなくセボフルランを利用するという選択によって大幅に改善された可能性があります。セボフルランは、一部のウサギ組織で血管拡張効果が少ないことが示され²⁶、人間の文献では心血管の安定性を高めると広く見なされています²⁷。.特に重要なことは、最適ではない気道管理が行われている環境での麻酔のリスクを考えると、セボフルランの急速な導入と出現がいくつかの種で記録されていることである 28,29,30 麻酔薬の投与量を滴定する能力は、麻酔薬のエピソードを短縮し、急速に進化する手術環境で麻酔面の迅速な変更を可能にしました。さらに、吸入されたセボフルランは、マスク誘導に対する嫌悪感が有意に少ないと考えられており、新生児ウサギの息止めの減少に貢献している可能性が高い³¹。ウサギのドキサプラムは、成体ウサギ^32,33の効果的な呼吸刺激剤であることが実証されており、私たちは新生児ウサギモデルでの反応を逸話的に評価しました。

このプロトコルの成功は明らかですが、鎮痛と麻酔薬のモニタリングに関して改良の道が開かれる可能性があります。新生児ウサギの投与ガイドラインを示す研究はないため、投与量と頻度は種固有の推奨値の下限を対象としました。回復期にブプレノルフィンを追加投与し、げっ歯類特異的麻酔薬モニタリングプラットフォームを試験すると、このモデルの生存率がさらに向上し、動物福祉が向上する可能性があります。回復後のブプレノルフィンの追加投与は、ウサギ^34,35で文書化された用量依存性の呼吸抑制および胃腸うっ血の影響を最小限に抑えながら、マルチモーダル鎮痛の効果を延長します。.すべての術後動物は、獣医用ハンドヘルドグルコメーターを使用して、術後直後の血糖値(250-400 mg / dL)が中等度から重度の上昇を示しました。これは、ウサギの高血糖レベルと胃腸疾患の重症度を関連付ける最近の出版物に基づく、周急性期の術後疼痛による誇張されたストレス反応を示している可能性があります³⁶。すべての動物は手術から 3 日以内に体重増加に戻り、術後 12 時間から 24 時間以内に切開部位に正常な活動と痛みがなかったため、このモデルには長期のオピオイド投与が示されていないと考えています。呼吸モニタリングを含むげっ歯類特異的麻酔モニタリング装置は、さまざまなメーカーが入手できる製品でますます一般的になりつつある³⁷。これらのシステムが新生児ウサギのような同様の高心拍数を持つ他の同等のサイズの動物で機能する場合、これらのシステムの1つを利用すると麻酔薬の生存率が向上するのは当然のことです。残念ながら、この研究のためにこれらの製品を購入する前に、これらの製品にアクセスしたり、試したりすることができませんでした。

埋め込み型テレメトリーデバイスは、近年進歩し、より長いバッテリー寿命、より小さなインプラント、およびげっ歯類、イヌ、およびヒト以外の霊長類の関心のある複数の生体電位を測定する能力を含むように進歩し、動物が自由に動くことを可能にし、ストレスを軽減します38,39,40。ウサギの脳波とECGの同時記録のための埋め込み型テレメトリーデバイスの使用は、現在のテザー法よりも利点を提供する⁴¹。埋め込み型デバイスにより、ウサギはテザーや拘束なしで自宅のケージ内で自由に動き回ることができ、キットは雌鹿や同腹児と一緒に巣に戻ることができるため、ストレスを軽減し、動物福祉を促進します。感染やストレスの兆候に対する術後慎重なモニタリング手順により、合併症が発生した場合に早期に獣医師の介入を行うこともできます。埋め込みキットは、脳の発達の重要な時期に脳波評価を行うことができ、これは遺伝性てんかんのモデルにおいて、住居の慣行を変えることなく不可欠である可能性があります。さらに、テレメトリデータはインプラントバッテリーの寿命にわたって継続的に取得されるため、まれなSUDEPイベントをキャプチャできます。トランスジェニックウサギの出現は、ヒトの疾患をモデル化するためのユニークな機会を提供します。さらに、ウサギモデルの使用は、FDAの医薬品承認に必要な他の大型動物評価に比べて大きな利点を提供する可能性があります。提示されたような方法は、これらのモデルにおける心臓および神経生理学の高度な評価と、治療的介入によるそれらの変化を可能にします。

著者は何も開示していません。

著者らは、NIH R61NS130070 LLIへの資金提供に感謝しています。